JPS59219707A - 単一モ−ド光フアイバのコア軸合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、単一モード光ファイバのコア軸合わせ方法
に関し、特に単一モード光ファイバのコアを顕微鏡とテ
レビカメラなどで観測するときにおけるコアの中心の求
め方に関するものである。

発明の背景と目的 単一モード光ファイバを接続するときには、ファイバの
コアが小さいために、コアの軸合わぜが低損失接続には
必要である。

従来のコアの軸合わせは、コア内に光を伝送させ、突合
わせ損失をモニタしながら行なうというのが一般的であ
る。

しかしそれには光源とパワーメータとが心安で、しかも
現場の接続工事においてはそれらをｉＨｋｍも離れた所
に設置しなければならないという問題がある。

そこで顕微鏡を用いて目視によってコアの’Ｉ’ｉｉ１
合わせを行なうことが考えられている。しかしｊｔ１１
’Ｎ＜の金属顕微鏡を使用する場合′はコアの位置があ
まり鮮明に得られない◎ そこでこの発明においては、通常の金員顕微鏡とテレビ
カメラやＣＯＤイメージセンサやラインセンサを共用し
、コアの中心を座標上において′数値的に求めることが
できるようにし、その結果コアの軸合わせを自動的に行
なうことができるようにしたものである。

発明の概略 コア軸合わせの措成の概略を「第１図」に示す０１０は
光ファイバ、１２は公知の融着接続機、１４）４照明用
光源、１６は顕微鏡（通常の金員顕微鏡）、１８はテレ
ビカメラ、２０は計算機、２２はテレビモニタである。

顕微鏡１６によって光７ア、イバ１０の端部の観測像（
できるだけコアにピントを合わせたもの〕を作り、それ
をテレビカメラ１８の撮像管によって光ｍ走査をして映
像信号を作る。そのとき、１本の走査線の作る強度分布
を計算機２０に入れて、後述のようにコアの中心を求め
、左右の光ファイバ１０のコアの中心が一致するように
光ファイバ１０を動かすものである。

より詳しい説明 観測像の強度分布について： 「第２図」はテレビカメラ像である（これは顕微鏡の目
視像と同じ）。

１００けファイバ像である０ その中の１本の走査線２４１　（または走査線２４２）
の強度分布の一例を「第３図」に示した。この観測結果
の分布図は、Ａ％ＢＮＣの３つの部分に大別される。

１）Ｏの部分 背景部で、第２図のＣ′の部分に対応する０２）Ｂ（１
）部分 光が透過しない部分で、第２図のＢ′の部分に対応する
。この部分は、「第１１図」のように、光ファイバ１０
が丸くて、端をｉｔθる光が対物レンズ１６’Ｏに入ら
ないために生ずる。Ｂと０との境界が光ファイバ１０の
外径を表わす。

３）Ａの部分 光が透過する部分で、第２ｖ、１のＡ′の部分に対応す
る。この部分は「第１１図」のように光７アイパ１０の
中心近くを通る光が対物レンズ１６０に捕えられて明る
くなっているものである。対物レンズ１６０のＮＡ（開
口数）が大きくなると、この人の領域が広がり、上記の
Ｂの領域が狭くなる。

Ａの領域の中に曲線の落ち込んでいるところがある（Ａ
ｌとＡ２）。これは第２図の細い筋１０２と１０４に対
応し、それらの間がコア１０６である。

コアの中心を求める手順： １）Ｒ大（ＭＡＸ）と最小（Ｍ工Ｎ）を観測結果から求
める。

２）スレッショルドレベルＬを演算で求める。

Ｔ、　＝　Ｋ　（Ｍ　Ａ　Ｘ−Ｍ工Ｎ）−４−ＭＩＮＫ
は０≦に≦／　の範囲内で任意。

３）スレッショルドレベルＬを横切ルｍ　＋ｇＺ１１Ｚ
２、ｚ３、ｚ４を求める。

（Ｚ４　　Ｚｌ）はファイバの外径にあたる。

ｚ２Ｓｚ３には特に物理的な意味はないが、ファイバの
コアはｚ２とｚ３の間にかならず存在する。

４）ｚ２と２３との間の中心の座ａＤを求め、ｚ２とＤ
との間の最大値の座標ｚ５を求める。またｚ３とＤとの
間の最大値の座標ｚ６を求める。ファイバコアは、Ｚ５
と２６との間にかならず存在する。

５）ｚ５とＤとの間の最小値の座標ＡＩ、およびｚ６と
Ｄとの間の最小値の座標Ａ２とを求める。

上記のようにＡ１とＡ２がコアの境界である。

６）Ａ１とＡ２の中心ＡＱを求める。これがコアの中心
である。

なお実際には第２図に示すように、左右の光ファイバ１
０の軸がずれた状態からスタートさけるため、片側のフ
ァイバはピントがずれた状態になる。しかし、ピントの
ずれの小さい場合は、上記Ａの領域の幅が広がるかまた
は挟まり、かつＭＡＸ値が小さくなるだけである。だか
ら上記１）〜６）の手順のように、コアの存在範υ１１
を保々にせばめながら、最後に最大値と最小イ！αでコ
アの位置を求める方法をとれば、顕微鏡のピントがぜシ
少ずれていてもコアの中心は間違いなく求する。

ピントのずれがより大きい場合は、上記４）の手順で求
めたファイバの外径の座杵Ｚｌ、Ｚ４をはは一致させる
ように、左右の光ファイバ１０の位置を調整し、そのの
ちｌ）〜６）の手順を行なえばよい。

なお、マルチモード光ファイバを低損失で接続させると
きは、左右の両ファイバについて４）で求めたｚｌ、Ｚ
４の中心を一致させればよく、シたがって本発明の方法
はマルチモードファイバの軸合わせにも容易に適用でき
る。

なおまた、４）　、５）の手順の中で、最大値または最
小値を求める範囲を指定するとき中心位置りを使用した
が、これはかならずしも正確に中心でなくてもよく、多
少ずらせても本発明の趣旨には影響をおよほさない。

実際のコアの軸合わせについて 水平＜Ｘ＞方行と、垂直（Ｙ）方行のデータが必要であ
る。それには、従来同様に「第Ｓ図」のように、ミラー
２６を使ってＸ、Ｙ尚方行のテレビカメラ像を求め（第
６図）、Ｘ、Ｙの各ファイバ像１００について上記１）
〜６）の走査を行なえばよい。

なおテレビカメラ１８の設置が傾いた場合は「嶋７　Ｈ
：＋　Ｊのように麹全本が傾く。そのときは走査線２４
１．２４２．２４６．２４４を選び、まスファイバ像１
００の傾きを求めたとち、上記１）〜６）の操作を走査
線２４１および２４２についてのみ行ない、補正すれば
よい。

テレビカメラ１８の傾きの小さい場合は、走査線２４１
と２４２を７アイパ像１００の端近くに選び、１）〜６
）の走査を行なってもよい。

発明の効果 （１）複雑な関数近似を行なわないため演算スピードが
速い。

（２）コ゛ｒの存在範囲を徐々に狭めながら、最後に最
大値と最小値でコアの位ｉト１を求めるため、顕微鏡１
６のピントが多少ずれていても、コアの中心が求められ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は全部本発明に関するもので、 第７図はコア軸合わせの構成図、 第２図はファイバ像１００のテレビカメラ像の説明図、 第３図は観測像の強度分布図１ 第を図はファイバを通る光の軌跡の説明図、第Ｓ図は水
平方行と垂直方行の軸合わせの概略説明図、 第３図は水平、垂直画方行のファイバ像のテレビカメラ
像の説明図、 第７図はテレビカメラが傾いた場合の観測像の説明図。 １０：光ファイバ １６：顕微鏡 １８：テレビカメラ ２０：計算機 特許出願人　　　　−倉ｍ線株式会社 代　理　人　　　　国事　啓次 第６図 ５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 接続しようとする２本の光ファイバの端部の顕微鏡Ｍ測
   伶をそれぞれ横切る７本の線に沿う光電。 走査によって、前記観測像の光の強弱に対応する強度分
   布を得る手順と、 ０１ｊ記観測像の中心付近の明るい部分の両端に対応す
   る前記強度分布中における横座ｆｉ　Ｚ　２　、および
   ｚ３を得る手順と、 前記座標Ｚ２．２３間のほぼ中央の座標りを求め、がつ
   ｚ２とＤ間における最大値の座ａＺ５と、ｚ３とＤ間に
   おける最大１１ｒ（のｒ１ξ標ｚ６とを求める手順と、
   前記りと２５間の最小値Ａ１および前記りと２６間の最
   小値Ａ２とを求め、かつＡ１とＡ２との中心Ａ□を求め
   る手順と、 両ファイバにおけるＤｆＪ記ＡＩ、Ａ、２の中心ＡＱを
   一致させるための手順とを備えること、を特待とする単
   一モード光ファイバのコア軸合わせ方法。